DE2322459B2

DE2322459B2 - Measuring method for a photogrammetric device and device for carrying out the method

Info

Publication number: DE2322459B2
Application number: DE2322459A
Authority: DE
Inventors: Robert Heerbrugg Koper (Schweiz)
Original assignee: Wild Heerbrugg AG
Current assignee: Leica Geosystems AG
Priority date: 1972-05-19
Filing date: 1973-05-04
Publication date: 1979-06-07
Also published as: DE2322459A1; GB1440594A; FR2185788B1; CA984135A; DE2322459C3; FR2185788A1; US3783294A; JPS4956667A; DD106891A5; CH563013A5; IT986982B

Description

lieh, die Größe der X-Parallaxe durch elektronische Mittel ohne Eingriff eines menschlichen Operateurs zu bestimmen. Zwei grundlegende Vorgänge sind erforderlich. Der erste ist die Umwandlung der Bildinformation in entsprechende Videosignale; dies kann mittels mechanischer oder elektronischer Abtastmittel durchgeführt werden.borrowed the size of the X parallax through electronic Determine means without the intervention of a human surgeon. There are two basic operations involved. The first is to convert the image information into corresponding video signals; this can be done by means of mechanical or electronic scanning means are carried out.

Der zweite ist ein Vergleich dieser Videosignale in einem Korrelatorkreis, dessen Funktion darin besteht, den Ähnlichkeitsgrad zwischen den beiden Videosignalen, die die Bilder auf dem Stereopaar repräsentieren, festzustellen. Je ähnlicher die Bilder sind, um so besser ist die Korrelation zwischen ihnen.The second is a comparison of these video signals in a correlator circuit, the function of which is to the degree of similarity between the two video signals that represent the images on the stereo pair, ascertain. The more similar the images, the better the correlation between them.

Aus der an den Korrelator gelieferten Videoinformation werden die Verschiebungs- und Maßstabs-Korrektur-Signale erzeugt.The video information supplied to the correlator is used to generate the displacement and scale correction signals generated.

Bei komplizierten Reliefverhältnissen ist es nicht ausreichend, nur mit einem Maßstab zu arbeiten. Es stellt sich die Aufgabe, ein Meßverfahren für ein automatisch auswertendes photogrammetrisches Gerät anzugeben, bei dem jedes der beiden Stereobilder über Intervalle der Länge /'und /"auf den Längen ep-polarer Linien abgetastet wird, wobei eine mittlere Geländesteigung β über die Länge / eines Geländeabschnittes als Funktion der Intervallänge /'und /"ermittelt wird, bei dem die Meßgenauigkeit erhöht wird, ohne daß die Meßgeschwindigkeit wesentlich herabgesetzt wird.In the case of complex relief relationships, it is not sufficient to work with only one scale. The object is to provide a measuring method for an automatically evaluating photogrammetric device in which each of the two stereo images is scanned over intervals of length / 'and / "on the lengths of ep-polar lines, with an average terrain gradient β over the length / of a terrain section is determined as a function of the interval length / 'and / ", in which the measurement accuracy is increased without the measurement speed being significantly reduced.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Meßverfahren der genannten Art gelöst, bei dem die abgetasteten Stereobilder in zweimal zwei getrennten Stereokanälen ausgewertet werden, und zwarThis object is achieved according to the invention by a measuring method of the type mentioned, in which the scanned stereo images are evaluated in two separate stereo channels, namely

a) als ein das gesamte Intervall umfassendes »Grobsignal« unda) as a "coarse signal" encompassing the entire interval and

b) als nur einen Teil des Intervalles umfassendes »Feinsignal«, dessen Länge und Breite zum »Grobsignal« wählbar ist. Der Korrelator kann demnach angewendet werden, um sowohl Korrekturen niedrigerer Ordnung (Grobkorrekturen) und Korrekturen höherer Ordnung (Feinkorrekturen) durchzufünren.b) as a »fine signal« which only covers part of the interval, its length and width to »Coarse signal« can be selected. The correlator can therefore be used to make corrections lower order (coarse corrections) and higher order corrections (fine corrections) to be carried out.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein automatisch auswertendes photogrammetrisches Gerät mit je zwei je einem Stereobild zugeordneten Abtastern und Eingangskreisen und einem Korrelator, bei dem dieser mit einem ersten, die »Grobsignale« und einem zweiten, die »Feinsignale« vergleichenden Kreise ausgerüstet ist.The invention also relates to an automatically evaluating photogrammetric device with two scanners and input circuits each assigned to a stereo image and a correlator in which this with a first, the "coarse signals" and a second, the "fine signals" comparing circle is equipped.

Weitere Kennzeichen der Unteransprüche werden in der Beschreibung erläutert.Further characteristics of the subclaims are explained in the description.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnurgen im folgenden näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings. It shows

Fig. I die geometrische Beziehung zwischen zwei Aufnahmeorten während des Fluges und einem Gelände zur Erzeugung eines Aufnahme-Stereopaares, wobei das Gelände durch eine einfache schiefe Ebene dargestellt ist.Fig. I the geometric relationship between two recording locations during the flight and a terrain to create a recording stereo pair, with the terrain represented by a simple inclined plane is shown.

Fig. 2 die gleiche geometrische Beziehung wie Fig. I, jedoch mit einer komplizierteren Geländeformation, FIG. 2 shows the same geometrical relationship as FIG. I, but with a more complicated terrain formation,

F i g. 3 graphisch bestimmte Geländeeinzelheiten,F i g. 3 graphically determined terrain details,

Fig.4 eine graphische Darstellung der in Stereobildern auftretenden anamorphen Verzerrungen,4 shows a graphic representation of the in stereo images occurring anamorphic distortions,

Fig.5 eine vereinfachte Blockschaltung einer photogrammetrischen Einrichtung gemäß der Erfindung,5 shows a simplified block diagram of a photogrammetric Device according to the invention,

Fig.6 einen Längsschnitt einer Bild-'Dissector-Röhre, welche als Abtaster trgesetzt ist, und ein Teil der dazugehörenden Elektronik,6 shows a longitudinal section of a picture 'dissector tube, which is set as a scanner, and part of the associated electronics,

Fig.7 einen Schnitt gemäß den in der Fig.b angegebenen Schnittlinien 7-7,7 shows a section according to the in Fig.b specified section lines 7-7,

F i g. 8 graphisch verarbeitete Videosignale, die von einem Abtaster bei der Betrachtung eines Stereopaares ^ri abgeleitet wurden,F i g. 8 graphically processed video signals derived from a scanner while viewing a stereo pair ^r i,

F i g. 9 eine Blockschaltung des in der pbotogrammetrischen Einrichtung enthaltenen Korrelator,F i g. 9 shows a block diagram of the correlator contained in the photogrammetric device,

Fig. 10 Wellenformen, die die Spannungen darstellen, welche an verschiedenen Punkten des in F i g. 9Fig. 10 waveforms representing the voltages which at various points in FIG. 9

ίο dargestellten Korrelators erzeugt werden, und
Fig. 11 eine Abtastblendeöffnung.
Fig. 1 ist eine stark vereinfachte und idealisierte Version des Falles der Aufnahme einer schiefen Ebene 5 von zwei Luftbildkameras, wobei sich eine Überdekkung ergibt, die diese Ebene einschließt. Zur Vermeidung von Komplikationen wird angenommen, daß die beiden Kameras ideale Projektioner liefern, deren Projektionszentren die Punkte 3 und 4 sind. Die ganze Bildebene ist nicht dargestellt, sondern nur jener Teil,ίο illustrated correlator are generated, and
11 shows a scanning aperture.
1 is a greatly simplified and idealized version of the case of recording an inclined plane 5 by two aerial cameras, resulting in an overcover which includes this plane. To avoid complications, it is assumed that the two cameras provide ideal projectors, the projection centers of which are points 3 and 4. The whole picture plane is not shown, only that part

2(i der von Strahlen geschnitten wird, die von der schiefen Ebene 5 durch die Projekt ionszernren 3 und 4 hindurchgehen.2 (i which is intersected by rays which are oblique Go through level 5 through projection centers 3 and 4.

Der Einfachheit halber sind längs der schiefen Ebene in gleichen Abständen zueinander liegende Bezugs-For the sake of simplicity, reference-

j) punkte 5a, 5b, 5c usw. angegeben worden. Zwei unterschiedliche Projektionen sind vorhanden. Die erste wird von Strahlen 10 gebildet, die durch mehrere Informationspunkte (5a, 5b usw.) der Ebene 5 gehen, wobei die Strahlen das Projektionszenirum 3 passierenj) points 5a, 5b, 5c etc. have been given. There are two different projections. The first is formed by rays 10 which pass through several information points (5a, 5b , etc.) of level 5, the rays passing through projection center 3

i» und sich als Projektionsstrahlen 8 fortsetzen, welche durch die linke Bildebene 1 hindurchtreten.i »and continue as projection rays 8, which pass through the left image plane 1.

Die zweite Projektion wird von Strahlen 11 gebildet, die von den gleichen Bezugspunkten auf der Ebene 5 ausgehen, das Projektionszentrum 4 passieren und alsThe second projection is formed by rays 11 coming from the same reference points on plane 5 go out, pass the projection center 4 and as

r. Projektionsstrahlen 9 durch die rechte Bildebene 2 hindurchtreten. Jedes Strahlenbüschel wurde nach unten durch die schiefe Ebene 5 verlängert bis es eine unterhalb der schiefen Ebene 5 angeordnete Bezugsebene 12 schneidet.r. Projection rays 9 through the right image plane 2 step through. Each bundle of rays was extended downward through inclined plane 5 until there was one below the inclined plane 5 arranged reference plane 12 intersects.

4Ii Für die erste Analyse, die später verallgemeinert wird. wurde eine Konfiguration gewähk, die dadurch vereinfacht worden ist, daß beide Kameras in genau gleicher Höhe über der Bezugsebene 12 angeordnet wurden, wobei die Bildebenen I und 2 miteinander4Ii For the first analysis which will be generalized later. a configuration was selected that has been simplified by allowing both cameras to be exactly at the same height above the reference plane 12, the image planes I and 2 with one another

•π koplanar sind und parallel zur Bezugsebene 12 liegen. Es werden nur Projektionen betrachtet, die in einer durch die vertikale Achse der beiden Kameras definierten Ebene liegen. Der Schnitt dieser Ebene mit irgendeiner Bezugsebene, wie etwa der Ebene 12, definiert die• π are coplanar and parallel to the reference plane 12. It only projections are considered that are defined in one by the vertical axis of the two cameras Lie level. The intersection of this plane with some reference plane, such as plane 12, defines the plane

ι» X-Achse des vereinfachten Systems.ι »X-axis of the simplified system.

Bei der Untersuchung der Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Projektionen der schiefen Ebene 5 auf die horizontal verschobenen Bildebenen I und 2 merklich voneinander verschieden sind. Es ist auch ersichtlich, daß durch dieUpon examination of Fig. 1 it can be seen that the projections of the inclined plane 5 onto the horizontally shifted image planes I and 2 are noticeably different from one another are different. It can also be seen that through the

->^r> Verwendung ähnlicher Triangularprojektionen die Bilder in den Bildebenen 1 und 2 als vergrößerte Projektionen auf der Bezugsebene 12 erscheinen, wobei die Verhältnisse zwischen den beiden Bildern gewahrt bleiben-> ^r > use of similar triangular projections the images in the image planes 1 and 2 appear as enlarged projections on the reference plane 12, the relationships between the two images being preserved

bo Folglich können die in den Bildebenen 1 und 2 erzeugten Bilder in der Bezugsebene 12 in einem vergrößerten Maßstab untersucht werden. In der Bezugsebene 12 stellt die Punktgruppe 16 den Schnitt der Strahlen 10 mit der Bezugsebene dar, während diebo As a result, the image levels 1 and 2 generated images in the reference plane 12 in one be examined on a larger scale. In the reference plane 12, the point group 16 represents the section of the rays 10 with the reference plane, while the

6> Punktgruppe 13 den Schnitt der Strahlen 11 mit ihr darstellt.6> point group 13 the intersection of the rays 11 with it represents.

Wenn ein Modellschnitt, so wie er durch die schiefe Ebene 5 in Fig. 1 dargestellt ist, in einem normnlcnIf a model section, as it is shown by the inclined plane 5 in Fig. 1, in a normnlcn

stereophotogrammetrisrhen Gerät betrachtet wird, muß der Operateur die Höhe eines jeden der Punkte 5<i, 5b, 5c usw., die an den Schnitten der Strahlen der Strahlenbuschel 10 und 11 längs der Ebene 5 liegen, in bezug auf die Ebene 12 bestimmen. Dies erfolgt durch räumliches Aufsetzen der schwebenden Meßmarke auf die betreffenden Punkte durch den Operateur.stereophotogrammetrisrhen device is considered, the operator must determine the height of each of the points 5 <i, 5b, 5c , etc., which are at the intersections of the rays of the ray bushes 10 and 11 along the plane 5, with respect to the plane 12. This is done by the surgeon placing the floating measurement mark spatially on the relevant points.

Die Lösung des gleichen Problems mit Hilfe eines !«Correlators erfordert einen anderen Lösungsweg, denn der Korrelator wird im allgemeinen ein relativ großes Gebiet abtasten oder, spezifischer ausgedrückt, wird er einen großen Abschnitt in jeder der Aufnahmen, die einen Teil des betreffenden Geländes darstellen, abtasten. Damit der Korrelator gut funktioniert, ist es erforderlich, daß die aus einer Aufnahme abgeleitete Information zu^r Information der anderen Aufnahme ähnlich (idealerweise identisch) sein muß.Solving the same problem with the help of a! «Correlator requires a different approach, because the Correlator will generally scan a relatively large area or, more specifically, it will scan a large section in each of the recordings that represent part of the terrain in question, scan. In order for the correlator to work properly, it is necessary that the information about ^r information derived from one recording must be similar (ideally identical) to the other recording.

7nr I Inlprcuchimn Hpc cirh Hiirrh Has Phninurunhip-■""**' *^ · ·«—......... .-..£, _· ......... — — ..._._ _o... _f. .7nr I Inlprcuchimn Hpc cirh Hiirrh Has Phninurunhip- ■ "" ** '* ^ · · «—......... .- .. £, _ · ......... - -. .._._ _o ... _f . .

ren der in Fig. 1 dargestellten schiefen Ebene 5 ergebenden Bildes ist es in pnotogrammetrischen Geräten erforderlich, daß die erzeugte Information gleich jener ist, die durch Abtasten der beiden Bildebenen 1 und 2 gewonnen werden würde. Aber wie aus ihren Projektionen 13 und 16 ersichtlich ist, ist die der Bildebene 1 entnommene Information deutlich von der der Bildebene 2 entnommenen Information verschieden.Ren the inclined plane 5 shown in Fig. 1 resulting image, it is in pnotogrammetric Devices require that the information generated be equal to that obtained by scanning the two Image planes 1 and 2 would be obtained. But as can be seen from their projections 13 and 16, the The information taken from the image plane 1 is clearly different from the information taken from the image plane 2 different.

Man kann die Verschiebung graphisch dadurch kompensieren, daß man die Schnittpunkte 13 in der Bezugsebene 12 durch Projektionsstrahlen 14 auf eine seitlich verschobene Punktgruppe 15 verschiebt. Das Ausmaß der Verschiebung ist derart, daß der erste Punkt 15a der Gruppe 15 genau auf den ersten Punkt 16a ausgerichtet ist. welche die Schnittpunkte der Strahlen 11 mit der Bezugsebene 12 darstellt.The shift can be compensated graphically by the intersection points 13 in the The reference plane 12 is shifted by projection rays 14 onto a laterally shifted point group 15. That The extent of the shift is such that the first point 15a of the group 15 exactly on the first point 16a is aligned. which represents the intersection points of the rays 11 with the reference plane 12.

jedoch bestehen noch sehr große Unterschiede zwischen der in den Punktgruppen 15 und 16 abgetasteten Information, wiewohl als Ergebnis der Verschiebung die Anfänge der Punktmengen miteinander identisch sind. Es kann leicht gezeigt werden, da3 mit den für diese Projektion angenommenen Randbedingungen die Unterschiede zwischen Gruppe 16 und Gruppe 15 reine Maßstabsfaktoren sind.however, there are still very large differences between that in point groups 15 and 16 sampled information, although as a result of the displacement the beginnings of the point sets with each other are identical. It can easily be shown that with the boundary conditions assumed for this projection the differences between group 16 and group 15 are purely benchmarks.

Man dreht daher die Punktgruppe 16 um neunzig Grad um ihren ganz links außen liegenden Punkt 16a durch Schlagen von Kreisboden 17 von jedem (vom Punkt 16a unterschiedlichen) Punkt der Gruppe zur vertikalen Linie 18. Dann findet man durch punktweises horizontales Projizieren längs Linien 20 von der vertikalen Linie 18 und durch vertikales punktweises Projizieren von der verschobenen Gruppe 15. daß die Schnitte dieser horizontalen und vertikalen Punktprojektionen eine geneigte Gerade 19 definieren.The point group 16 is therefore rotated by ninety degrees around its point 16a located on the far left by hitting circular bottom 17 from each point of the group (different from point 16a) to vertical line 18. Then, by point-wise horizontal projecting along lines 20 of the vertical line 18 and by projecting vertically point by point from the shifted group 15. that the Sections of these horizontal and vertical point projections define an inclined straight line 19.

Derart kann bei dem vereinfachten, in F i g. 1 dargestellten Reliefzustand, bei welchem das Relief aus einer einzigen zu untersuchenden schiefen Ebene 5 besteht (mindestens in einem idealisierten Fall), durch eine einfache Verschiebung und eine Maßstabsänderung der durch das Abtasten einander entsprechenden Bilder auf den beiden Aufnahmen, die das stereoskopische Modell bilden, eine effektive Gleichheit erhalten werden.In this way, in the case of the simplified, shown in FIG. 1 shown relief state in which the relief from a single inclined plane 5 to be investigated consists (at least in an idealized case) a simple shift and change in scale of the images corresponding to one another through the scanning on the two recordings that make up the stereoscopic model, an effective equality is obtained will.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird eine Lage untersucht, bei der weiterhin die gleichen Randbedingungen für die Kameraaufsteüungsorte und -orientierung relativ zur Bezugsebene wie in F i g. 1 gelten, aber das Relief besteht in diesem Fall aus drei sich schneidenden Ebenen, die den Sägezahnquerschnitt 25With reference to FIG. 2, a situation is examined in which the same boundary conditions continue for the camera mounting locations and orientation relative to the reference plane as in FIG. 1 apply, but in this case the relief consists of three themselves Intersecting planes that form the sawtooth cross-section 25

ergeben.result.

In Verbindung mit Fig. I wurde gezeigt, daß die auf den horizontal verschobenen Bildebenen 1 und 2 vorhandene Information in einem größeren und besser sichtbaren Maßstab in der Bezugsebene 12 reproduziert werden kann. In F i g. 2 wurden deshalb die Bildebenen aus der Projektion weggelassen und nur die Bezugsebene 26 veranschaulicht.In connection with Fig. I it was shown that the on the horizontally shifted image planes 1 and 2 existing information in a larger and better visible scale in the reference plane 12 can be reproduced. In Fig. 2 therefore became the image planes omitted from the projection and only the reference plane 26 illustrated.

Mit Hilfe der genau gleichen Konstruktion wie in Fig. 1 werden von einem Projektionszentrum 21 eine Anzahl Strahlen 23, die durch Punkte 25;/. 25i>, 25c usw. des Sägezahnquerschnittes 25 gehen, auf die Bczugscbenc 26 projiziert. Gleichermaßen werden vom Projektionszentrum 22 Strahlen 24 durch die genau gleichen Punkte 25a, 256, 25c usw. des Sägezahnqucrschnitts 25 auf die Uezugsebenc 26 projiziert.With the help of exactly the same construction as in FIG. 1, from a projection center 21 a Number of rays 23 passing through points 25; /. 25i>, 25c etc. of the sawtooth cross-section 25 go to the Bczugscbenc 26 projected. Likewise, rays 24 from the projection center 22 are passed through exactly the same Points 25a, 256, 25c etc. of the sawtooth cross section 25 are projected onto the reference plane 26.

Die Puriktegruppe 29 besteht aus den Punkten, in denen die -Sfahlpn 23 c\r<i linkpn Bildes auf die Bezugsebenc 26 stoßen und die Punktgruppc 28 in jene verschobene Punktgruppc, in der die Strahlen des rechten Bildes auf die Bezugsebene 26 stoßen, wobei die Verschiebung derart ist, daß der erste Punkt 28a genau auf den ersten Punkt 29a ausgerichtet ist. Die Projektion von der Bezugsebenc 26 auf die Punktgruppe 28 erfolgt durch Strahlen 27.The purict group 29 consists of the points at which the -Sfahlpn 23 c \ r <i linkpn image meet the reference plane 26 and the point group 28 into that shifted point group c in which the rays of the right image meet the reference plane 26, the The displacement is such that the first point 28a is precisely aligned with the first point 29a. The projection from the reference plane 26 onto the point group 28 is carried out by rays 27.

Wenn nun die Punktgruppe 29 um neunzig Grad im ihren p.'stcn Punkt 29a durch Bogen 33 auf die vertikale Linie 30 dreht und dann horizontal von den Punkten auf der vertikalen Linie 30 projiziert wird, damit für diesen Zweck unter Verwendung der gleichen Technik wie in Fi g. 1 benutzt die letztgenannter. Projektionen sich mit von der Punktgruppe 28 kommenden vertikalen Projektionen schneiden können, findet man. daß der geometrische Ort der Schnitte aus einer Sägczahnlinie 31 besteht. Dies ist wegen des zu analysierenden Sägezahnquerschnittes 25 zu erwarten.If now the point group 29 turns ninety degrees at its p.'stcn point 29a through arc 33 on the vertical Line 30 rotates and then horizontally projected from the points on vertical line 30 for this Purpose using the same technique as in Fig. 1 uses the latter. Projections themselves with vertical projections coming from point group 28 can be found. that the The geometric location of the cuts consists of a saw tooth line 31. This is because of the to be analyzed Sawtooth cross section 25 to be expected.

Der Abtastweg besteht aus einer einfachen Linienabtastung parallel zur X-Aehse. Derart wird für die vereinfachte Situation, die in F i g. I erläutert wird, der Abtastweg längs der Projektion der Ebene 5 verlaufen, die in den Bildebenen I und 2 erscheint und in einem vergrößerten Maßstab in der Bezugsebene 12 dargestellt ist. Aus der Untersuchung der Projektion ist offensichtlich, daß. nachdem die Seitenverschiebung durch die Projektionsstrahlen 14 durchgeführt worden ist, die Maßstabsdifferenzen zwischen den Punktgruppen 15 und 16 durch die Abtasttechnik korrigiert werden müssen, wenn die sich ergebenden Signale effektiv identisch sein müssen.The scan path consists of a simple line scan parallel to the X axis. Such is the case for the simplified situation that is shown in FIG. I explained that Scan path run along the projection of plane 5, which appears in image planes I and 2 and in one enlarged scale in the reference plane 12 is shown. From the study of the projection is obvious that. after the side shift has been performed by the projection rays 14 is corrected the scale differences between the point groups 15 and 16 by the scanning technique if the resulting signals are to be effectively identical.

Die Größe der erforderlichen Korrektur ^:t ein direktes Maß für die Steigung der schiefen Ebene 5 in der X-Richtung. In einer Einrichtung wird dieser Faktor ausgenutzt, da eines der Ausgangssignale der Einrichtung die Größe der Maßstabsänderungskorrektur darstellt. Durch dieses Ausgangssignal kann die Steigung in der X-Richtung ermittelt werden.The size of the correction required ^: t a direct measure of the slope of the inclined plane 5 in the X direction. This factor is used in a device because one of the output signals of the device represents the magnitude of the scale change correction. This output signal can be used to determine the slope in the X direction.

Die Untersuchung von Fig.2 ergibt, daß der geometrische Ort der Maßstabsdifferenzen zwischen den von einem der Bilder abgeleiteten Punktgruppen bei Drehung um neunzig Grad auf die vertikale Linie 30, und die Gruppe verschobener Punkte 28. welche vom anderen Bild abgeleitet worden ist, ein Sägezahnlinienabschnitt 31 ist. Damit die beiden Abtaster, welche die durch die Punktgruppen 28 und 29 dargestellte information untersuchen, das gleiche Ausgangssigrsa! erzeugen, ist es notwendig, auf mindestens einer der Abtastungen den Maßstab in einer solchen Art und Weise zu ändern, daß sie genau dem Sägezahnlinienab-The investigation of Figure 2 shows that the Geometric location of the differences in scale between the point groups derived from one of the images when rotated ninety degrees on vertical line 30, and the group of displaced points 28. which from Another image has been derived, a sawtooth line section 31 is. So that the two scanners that the Examine the information represented by the point groups 28 and 29, the same output figure! generate, it is necessary to scale in such a way and on at least one of the scans Way to change it so that it follows the sawtooth line exactly

schnitt 31 folgt.Section 31 follows.

Zu Bezugszwecken wird in F i g. 2 eine Linie 32 unter fünfundvierzig Grad, ausgehend vom Punkt 29a gezogen, um die die Punktgruppc 29 relativ zur vertikalen Linie 30 gedreht wird. Diese würde der geometrische Ort aller Punkte sein, der von den PunkVii in der vertikalen Ebene 30 erzeugt wird, welche horizontal in die vertikalen Projektionen von den Punkten 28 gemäß der in den Fig. I und 2 benutzten Methode projiziert werden, wenn die Lage't der beiden Punkte 29 und 28 identisch wären.For reference purposes, FIG. 2 a line 32 below forty-five degrees drawn from point 29a by which point group 29 is relative to vertical line 30 is rotated. This would be the geometrical location of all points that are used by the PunkVii is generated in the vertical plane 30, which horizontally in the vertical projections from points 28 according to those used in FIGS Method to be projected if the location can't of the two Points 29 and 28 would be identical.

Die Abweichung des Linienschnittes 31 von dieser unter einer Steigung von fünfundvierzig Grad verlaufenden, durch die Linie 32 dargestellten Geraden gibt die Korrekturen an, die /u der Maßstabsdifferenz an jedem Punkt der beiden Abtastungen anzubringen sind, welche die Information der l'unktgruppen 28 und 29 tinl<*rcnr>h£>n damit rlac Λ ιιεσηησςςιαηρ! aiii rinn The deviation of the line section 31 from this straight line represented by the line 32, which runs at an incline of forty-five degrees, indicates the corrections that must be applied to the scale difference at each point of the two scans which contain the information of the point groups 28 and 29 tinl <* rcnr> h £> n so rlac Λ ιιεσηησςςιαηρ! aiii rinn

Abtastungen dieser beiden Bilder identisch ist.Scans of these two images is identical.

Der Zweck einer Einrichtung gemäß vorliegender Erfindung ist es, eine Einzellinicnabtastung zu verwenden, um die Abtastkorrekturen durchzuführen, welche für ein derart gefaltetes oder komplexes Gelände, wie es durch den Querschnitt 25 dargestellt ist, erforderlich sind, und zwar in einer Weise, daß im wesentlichen identische Videoausgangssignale durch Abtastung der Bilder erzeugt werden, welche Bilder auf den Aufnahmen erscheinen, die derart gemacht werden, daß es zu einer Überdeckung des betreffenden Geländes kommt.The purpose of a device according to the present invention is to use a single line scan, to make the scan corrections necessary for such a convoluted or complex terrain as it is shown by the cross-section 25, are required in such a way that substantially Identical video output signals can be generated by scanning the images, which images are on the recordings appear, which are made in such a way that it comes to an overburden of the area concerned.

In '"sr Luftaufnahme treten keine anderen Änderungen auf; somit sind keine zusätzlichen Abtastungsverarbeitungstechniken für die im Zusammenhang mit F i g. I und 2 angenommenen vereinfachten Bedingungen notwendig, wenn die systematische Verdrehung und Maßstabskorrekturen berechnet und durch ein Kompensationssystem mit offener Schleife kompensiert werden.No other changes occur in '"sr aerial view on; thus there are no additional scan processing techniques for those related to F i g. I and 2 assumed simplified conditions necessary when the systematic rotation and scale corrections are calculated and by a compensation system be compensated with an open loop.

Es wird gezeigt werden, daß diese Korrekturen durch einen einfachen Analog- oder Digitalcomputer berechnet werden können, die als Eingangssignale nur (I) solche Informationen benötigen, die bei relativer und absoluter Orientierung des Modells erzeugt werden, wenn die Platten zur Auswertung im photogrammetriscnen Gerät orientiert werden, und (II) die Modellkoordinaten der Punkte benötigen.die durch die schwebende Meßmarke gebildet werden.It will be shown that these corrections are calculated by a simple analog or digital computer that only (I) need such information as input signals that are required for relative and absolute orientation of the model can be generated when the plates for evaluation in the photogrammetriscnen Device to be oriented, and (ii) the model coordinates of the points required by the floating Measurement mark are formed.

Mit »relativer Orientierung« ist der Vorgang der Eliminierung der V-Parallaxe im ganzen Stereomodell gemeint. Dies wird normalerweise durch ein zum voraus festgelegtes Verfahren unter Benutzung der fünf wesentlichen Freiheitsgrade, die in dem Stereobeobachtungsgerät vorhanden sind, erreicht. Als Ergebnis dieses Verfahrens werden die beiden photographischen Platten in die gleiche Lage relativ zueinander gebracht, die sie ursprünglich während des Aufnahmevorganges hatten (auch unter »Bereinigen des Modells« bekannt).With "relative orientation" is the process of eliminating V-parallax in the whole stereo model meant. This is usually done through a predetermined procedure using the five substantial degrees of freedom that are present in the stereo viewing device is achieved. As a result of this Procedure, the two photographic plates are brought into the same position relative to one another, that you originally had during the recording process (also known as "cleaning up the model").

Mit »absoluter Orientierung« ist der Vorgang des Verdrehens und der Festlegung des Maßstabes des geometrischen Modells gemeint, so daß es zu lagenmäßig bekannten Kontrollpunkten paßt. Bei diesem Vorgang werden die photographischen Platten derart gedreht und verschoben, daß ihre relative Orientierung nicht gestört wird. Nach der absoluten Orientierung befinden sich die photographischen Platten in der gleichen absoluten Lage die sie in dem Zeitpunkt der Aufnahme hatten.With "absolute orientation" is the process of twisting and determining the scale of the geometric model meant so that it fits to positionally known control points. With this one During the process, the photographic plates are rotated and shifted so that their relative orientation is not disturbed. After the absolute orientation, the photographic plates are in the same absolute position that they were at the time of Had admission.

Die Verwendung dieser Korrekturen für eine Einzellinienabtastung erfordert, daß das Bild, welches längs einer Geraden auf der einen Aufnahme erscheint, ebenfalls auf einer Geraden in der anderen Aufnahme erscheint. Dies wird nun erläutert.
In F i g. 3 wählt man ein willkürliches Element, das inThe use of these corrections for a single line scan requires that the image which appears along a straight line on one recording also appears on a straight line in the other recording. This will now be explained.
In Fig. 3 one chooses an arbitrary element that is included in

""> einer Kernebene liegt. Dieses Element bildet sich in der linken und rechten Aufnahme als eine Gerade in X-Richtungab.""> is a core level. This element forms in the left and right image as a straight line in the X direction.

Eine Kernebene wird durch die beiden Projektionszentren O' und O" und einen angenommenen A core plane is assumed by the two projection centers O ' and O " and one

in Geländeptinkt wie etwa P\ festgelegt. In der Figur ist eine Kernebene für den Fall festgelegt, in welchem die Basis in der X-Achse liegt. In Fig. 3 ist das Gcländcdetail / in der linken Aufnahme längs einer Geraden /' abgebildet, welche den Schnitt derset in terrain septin such as P \ . In the figure, a core plane is defined for the case in which the base lies in the X-axis. In Fig. 3 the Gcländcdetail / is shown in the left picture along a straight line / ', which the section of the

r> Kcrncbenc mit der Aufnahmeebene bildet. Die gleiche Information wird auf dem rechten Photo als /" abgebildet und stellt ebenfalls eine Gerade längs desr> Kcrncbenc forms with the recording plane. The same Information is shown on the right photo as / "and also represents a straight line along the

prnphpnp mit ilpr Allfnahmpphpnp rl;irprnphpnp with ilpr Allfnahmpphpnp rl; ir

In F i g. 3 bezeichnen die Bezugszeichen folgende M Elemente und geometrischen Begriffe:In Fig. 3, the reference symbols denote the following M elements and geometric terms:

/: Element der Geländeoberflächc und/: Element of the terrain surface and

KernebcncKernebcnc

/': linkes ßildelemcnt (Gerade)./ ': left picture element (straight line).

2~< 1": rechtes Bildelement (Gerade), 2 ~ <1 ": right picture element (straight line),

b— b: Basis (Abstand zwischen den Projektionszentren O'und O"Jl b— b: base (distance between the projection centers O'and O "Jl

Pi. Py. Endpunkte des Elements, Pi. Py. Endpoints of the element,

f: Brennweite. f: focal length.

Es ist ersichtlich, daß die Einführung von Längs- und Querneigung in den linken und rechten Aufnahmen sowohl die Länge der Bildclemente /'und /"als auch ihre Richtung ändern wird. Insoweit als Längs- undIt can be seen that the introduction of longitudinal and Cross slope in the left and right recordings both the length of the image elements / 'and / "as well as will change direction. As far as longitudinal and

ii Querneigung normal für die linke und für die rechte Aufnahme voneindner verschieden sind, werden die Elemente /'und /"nicht mehr zueinander parallel liegen. Das Basiselement b_y, welches einer allgemeinen Neigung Φ entspricht und b, werden auch die Länge und Richtung von /'und /"beeinflussen.ii transverse inclination normal for the left and for the right image are different from one another, the elements / 'and / "will no longer be parallel to each other. The base element b _y , which corresponds to a general inclination Φ and b, are also the length and direction of / 'and / "affect.

Das allgemeine mathematische Problem kann wie folgt definiert werden:The general math problem can be defined as follows:

Die Projektion des Schnittes einer Kernebene und der Modelloberfläche auf die linken und rechtenThe projection of the intersection of a core plane and the model surface onto the left and right

4^r> Bildebenen, in welchen die allgemeinsten Annahmen betreffend Längs- und Querneigung und ,WZ-Komponenten der Basis gemacht worden sind.4 ^r > image planes in which the most general assumptions regarding longitudinal and transverse inclination and, tool components of the base have been made.

Zur Vereinfachung der Darstellung der Begriffe wird angenommen, daß die Basiskomponente b, (parallel zurTo simplify the representation of the terms, it is assumed that the basic component b, (parallel to the

ίο V-Achse) in der folgenden Ableitung Null ist. da diese Komponente in vielen photogrammetrischen Anwendungen eliminiert oder nahezu eliminiert werden kann. Im allgemeinsten Fall jedoch kann ihr Einfluß auf die gleiche Weise wie die der anderen Parameter berücksichtigt werden.ίο V-axis) in the following derivation is zero. this one Component can be eliminated or nearly eliminated in many photogrammetric applications. In the most general case, however, their influence can be the same as that of the other parameters must be taken into account.

Die in den mathematischen Formeln auftretenden Parameter sind somit:The parameters appearing in the mathematical formulas are thus:

X, Y, Z Modellkoordination des Mittelpunktes des X, Y, Z model coordination of the center of the

Abtastelementes,
b_x, b_T Basiskomponenten zu den X- und y-Achsen,Scanning element,
b _x, b _T basic components to the X and Y axes,

Φ allgemeine Neigung (eine
Funktion von b. und b_x) Φ general inclination (a
Function of b. and b _x )

v' Quer- und Längsneigungv 'transverse and longitudinal slope

der linken Aufnahmethe left picture

<·>" Quer- und Längsneigung <·>" Lateral and longitudinal inclination

der rechten Aufnahmethe right recording

Orientierungselemente Orientation elements

/>' Geländeneigung, definiert als der Winkel zwischen dem Element und der horizontalen Linie, welche die senkrechte Projektion des Elements in die ΑΎ-Ebene ist, vertikal in die XZ-Ebene projiziert. ^, />'Terrain slope, defined as the angle between the element and the horizontal line, which is the perpendicular projection of the element into the ΑΎ plane, projected vertically into the XZ plane. ^,

Es wird auch angenommen, daß Längs- und Querneigung klein sind (wie es heute überall in der photogrammetrischen Praxis der Fall ist). Die folgenden Näherungsgleichungen für die Winkel « (linkes Bilclclcmcnt) und ti" (rechtes Bildclcmcnt) können dann abgeleitet werden:It is also believed that pitch and roll are small (as is the case everywhere in photogrammetric practice today). The following approximation equations for the angles «(left picture) and ti" (right picture) can then be derived:

YY
ZZ φ — φ - ίί φφ φφ + ν+ ν
/),/), ΦΦ \\ Ί'Ί ' I fI f 2Ζ2Ζ YY φ — φ - ΦΦ ζζ h_x h _x Ί fΊ f IZIZ ^γγ ΦΦ + Ί+ Ί
bb φ —φ - I -I - XX IZIZ ΦΦ YY η,"η, " ZZ I -I - 2Ζ2Ζ

Diese Winkel sind dann die Winkel zwischen der X-Achse und den Spuren der Kernebene und den beiden Bildebenen. Diese Spuren sind die Kernstrahlen.These angles are then the angles between the X-axis and the traces of the core plane and the two Image planes. These traces are the nuclear rays.

Eine Untersuchung dieser Gleichungen zeigt, daß die Winkel nc' und λ" in der Praxis nie größer als wenige Grade sein werden und daß deshalb die erforderlichen Bildelemente und die zugehörigen Linienabtastungen stets in einer fast fast mit der X-Richtung zusammenfallenden Richtung liegen werden.An examination of these equations shows that the angles nc 'and λ "are never greater than a few in practice Will be degrees and that therefore the required picture elements and associated line scans will always lie in a direction almost almost coinciding with the X direction.

Es ist ersichtlich, daß sich die Winkel tx' und /x" voneinander unterscheiden und daß deshalb in einem Korrelationssystem, das einen Einzellinien-Abtastweg verwendet, die Liniena^'astungen getrennt gedreht werden müssen, um die gleichen Einzelheiten in den linken und rechten Aufnahmen abzutasten. Auch sind die Winkel λ' und α" unabhängig von der Geländenei-It can be seen that the angles tx ' and / x " are different from each other and, therefore, in a correlation system employing a single line scan path, the line branches must be rotated separately to get the same details in the left and right photographs The angles λ 'and α "are also independent of the terrain

Derart ist es augenscheinlich, daß die erforderlichen Drehungen λ' und öl" entweder durch einen Analogoder einen Digitalcomputer mit jeder erforderlichen Genauigkeit berechnet werden können und als elektri- w sehe oder optische Korrekturen für eine geeignete Drehung der Bilder oder Abtastungen verwendet werden können. Thus it is evident that the required rotations λ 'and ole " can be calculated by either an analog or digital computer with any required accuracy and can be used as electrical or optical corrections for appropriate rotation of the images or scans .

Eine gleiche Art der Analyse kann zur Bestimmung des Verhältnisses der beiden Längen /' und /" in den Aufnahmen gemacht werden. Diese Analyse zeigt, wie dies aus F i g. 4 leicht hervorgeht, daß dieses Verhältnis eine Funktion der Orientierungselemente und der Geländeneigung β ist Das Verhältnis der Längen kann stets als eine Funktion der Orientierungselemente und Modellkoordinaten für den Fall 0 = 0 berechnet werden und als eine Korrektur, gleich wie die oben beschriebene Drehkorrektur, verwendet werden. Nachdem diese Korrektur gemacht worden ist, ist jede noch verbleibende Differenz in den Längen /' und /" es offensichtlich eine Funktion der Geländeneigung ß. Der erfindungsgemäße Korrelator kann diese verbieibende Differenz automatisch detektieren und dadurch ein Ausgangssignal abgeben, welches eine Funktion der Geländeneigung /> an irgendeinem Punkt ist. A similar type of analysis can be "made in the receptacles to determine the ratio of the two lengths / 'and /. This analysis shows how this g of F i. 4 readily shows that this ratio is a function of the orientation elements and the ground slope β is The ratio of the lengths can always be calculated as a function of the orientation elements and model coordinates for the case 0 = 0 and used as a correction, the same as the rotation correction described above. After this correction has been made, any remaining difference is in the lengths / 'and / "it is obviously a function of the slope of the terrain ß. The correlator according to the invention can automatically detect this remaining difference and thereby emit an output signal which is a function of the slope of the terrain at any point .

Unter Bezugnahme auf F i g. 5 sind dort die Grundelemente einer photogrammetrischen Einrichtung nach der Erfindung in einer vereinfachten Blockschaltung dargestellt. Diese Anlage umfaßt zwei elektronische Abtaster, vorzugsweise in der Form von Bild-Dissector-Röhren Ti und T₂, mit deren Ausgangssignalen (Videosignale A und B) ein elektronischer Korrelator COR gespeist wird. Es versteht sich, daß, obwohl in vorliegender F.rfindiing Bild-Disscctor-Röhren verwendet werden, statt diesen andere bekannte Typen v(>n Abtastern verwendet werden können, wie etwa Halbleiter-Detektoren und Viclikonröhrcn.Referring to FIG. 5 there the basic elements of a photogrammetric device according to the invention are shown in a simplified block diagram. This system comprises two electronic scanners, preferably in the form of image dissector tubes Ti and T ₂ , with the output signals (video signals A and B) of which an electronic correlator COR is fed. It will be understood that although the present invention uses image dissector tubes, other known types of scanners, such as semiconductor detectors and Viclikon tubes, may be used instead.

Zwei sich teilweise überdeckende Luftaufnahmen D\ und D₂ werden durch ein optisches System auf die empfindlichen Photokathoden der entsprechenden Röhren projiziert. Diese Bilder werden durch Lichtqucl- \rn 15 und 36 beleuchtet, deren Lichtstärke zur Büdun" von Videosignalen mit einem guten Rauschabstand ausreichend ist. Die Abtaströhren 7Ί und 7i werden von Kippgencratoren bzw. Abtastgencratorcn Cn und Cn gesteuert, welche durch den Korrelator COR zur Durchführung der gewünschten Abtastung gesteuert werden.Two partially overlapping aerial photographs D 1 and D ₂ are projected onto the sensitive photocathodes of the corresponding tubes by an optical system. These images are Lichtqucl- \ rn 15 and 36 illuminated, the light intensity is sufficient to Büdun "of video signals with a good signal to noise ratio. The Abtaströhren 7Ί and 7i are controlled by Kippgencratoren or Abtastgencratorcn Cn and Cn that by the correlator COR for performing the desired sampling can be controlled.

Die in allen automatisierten Stcrcokarticrgeratcn verwendete Gcländehöhenmeßtechnik macht es nötig, die Größe der X-Parallaxe durch elektronische Mittel ohne Eingriff eines menschlichen Operateurs zn bestimmen. Zwei grundlegende Vorgänge sind erforderlich. Der erste ist die Umwandlung der Bildinformation aus dem Stereopaar (D\ und D₂) in entsprechende Videosignale (dies kann mittels mechanischer oder elektronischer Abtastmittel durchgeführt werden).The terrain height measurement technology used in all automated cartridges makes it necessary to determine the size of the X parallax by electronic means without the intervention of a human operator. There are two basic operations involved. The first is the conversion of the image information from the stereo pair (D 1 and D ₂ ) into corresponding video signals (this can be done by means of mechanical or electronic scanning means).

Der zweite ist ein Vergleich dieser Videosignale in einem Korrelatorkreis. dessen Funktion darin besteht, den Ähnlichkeitsgrad zwischen den beiden Videosignalen, die die Bilder auf dem Stereopaar repräsentieren, festzustellen. Je ähnlicher die Bilder sind, um so besser ist die Korrelation zwischen ihnen.The second is a comparison of these video signals in a correlator circuit. whose function is to the degree of similarity between the two video signals that represent the images on the stereo pair, ascertain. The more similar the images, the better the correlation between them.

Aus der an den Korrelator COR belieferten Videoinformation werden die Verschiebungs- und Maßstabs-Korrektursignale erzeugt, welche die Kippgeneratoren G\ und G₂ steuern, die ihrerseits wiederum die Bild-Dissector-Röhren Tj und T₂ steuern. Ein erfindungsgemäßer Korrelator kann angewendet werden, um sowohl die Korrekturen niedriger Ordnung (Grobkorrekturen) und die Korrekturen höherer Ordnung (Feinkorrekturen) durchzuführen.The video information supplied to the correlator COR is used to generate the displacement and scale correction signals which control the tilt generators G 1 and G ₂ , which in turn control the image dissector tubes T _{j and T 2} . A correlator according to the invention can be used to carry out both the lower order corrections (coarse corrections) and the higher order corrections (fine corrections).

Durch das Korrelationsverfahren werden Signale erzeugt, welche, bei geeigneter Interpretation und Verwendung, bewirken, daß die von den abgetasteten Stereobildern hergeleiteten Videosignale sich einem Zustand nähern, bei welchem sie einem Ausmaß, das innerhalb der Möglichkeiten der Korrektur niedriger Ordnung liegt, fast identisch sind. Damit soll gesagt werden, daß eine Korrektur niedriger Ordnung eine grobe Maßstabs- und Lagenkorrektur ermöglicht, wie sie in dem Beispiel, das vorher im Zusammenhang mii dem in F i g. 1 erläuterten Stereopaar angegeben wurde, erforderlich ist The correlation process generates signals which, when properly interpreted and used, cause the video signals derived from the scanned stereo images to approximate a condition at which they are almost identical to an extent that is within the possibilities of low order correction. This is to say that a low-order correction enables a coarse correction of scale and position, as is the case in the example previously described in connection with the one in FIG. 1 illustrated stereo pair is required

Die komplizierteren Reliefverhältnisse wie sie F i g. 2 zeigt erfordern eine Korrektur höherer Ordnung, weiche eine Funktion der im Korrelator COR enthaltenen »Feinkorrekturkreise« ist Bei der Durchführung der Grobkorrektur kann der Korrelator in der üblichen Weise durch ein geeignetes Servosystem 37 wirken, um die Lage des Diapositivs D\ relativ zumThe more complicated relief relationships as shown in FIG. 2 shows that a higher order correction is required, which is a function of the "fine correction circuits" contained in the correlator COR . When the coarse correction is carried out, the correlator can act in the usual way through a suitable servo system 37 to adjust the position of the slide D \ relative to the

Diapositiv D₂ in einer Richtung ulid in einem Ausmaß zu verschieben, daß dadurch die X-Parallaxe zwischen ihnen auf eii¹ Minimum herabgesetzt wird. In der Praxis kann zur Halterung der Diapositive (oder anderer Arten von Aufnahmen) ein gemeinsamer Wagen 38 oder für jedes Diapositiv ein separater Wagen verwendet werden. Im letzteren Fall sind die einzelnen Wagen mit einem gemeinsamen Stelltrieb verbunden, der in den X-, Y- und Z-Richtungen beweglich ist. Slide to move in a direction D ₂ ulid to an extent that thereby the X-parallax is reduced between them eii ¹ minimum. In practice, a common carriage 38 or a separate carriage for each slide can be used to hold the slides (or other types of receptacles). In the latter case, the individual carriages are connected to a common actuator that can be moved in the X, Y and Z directions.

Fig.6 und 7 zeigen schematisch die wesentlichen Bestandteile der Bild-Dissector Röhren Ti oder T₁. welche die Diapositive abtasten, um die Videosignale zu erzeugen.6 and 7 schematically show the essential components of the image dissector tubes Ti or T ₁ . which scan the slides to generate the video signals.

Der durch die Disseclor-Röhrc zu beobachtende Diapositivausscnnitt wird durch eine Linse .34 auf eine Photokathode 39 projiziert. Die Fokussierspule 40 wirkt so, daß sie ein scharfes elektronisches Bild von der Oberfläche der Photokathode in der Ebene der Anode Abtastungen erfaßten Bildausschnitte eine Parallaxe vorhanden ist, da in dem Videosignal A das Bild weiter links ist als in seinem zugeordneten Videosignal B, welches das entsprechende Bild darstellt. Folglich wird die Bildinformation vom Abtaster T₂ zu einem späteren Zeitpunkt als die vom Abtaster 7Ί erzeugt werden, wenn angenommen wird, daß sich die betreffenden Abtastungen synchron von links nach rechts bewegen.The slide section to be observed through the Disseclor tube is projected onto a photocathode 39 through a lens .34. The focusing coil 40 acts so that a sharp electronic image of the surface of the photocathode in the plane of the anode scans captured image sections is present, since in the video signal A, the image is further to the left than in its associated video signal B, which is the corresponding Image represents. Consequently, the image information from the scanner T _{2 will} be generated at a later point in time than that from the scanner 7Ί , if it is assumed that the relevant scans move synchronously from left to right.

Derart ist zwischen den beiden Videosignalen eine konstante Zeitverzögerung vorhanden. Die Funktion des Korrelatorkreises besteht darin, automatisch die /eitdifferenz herauszufinden. Aus der Kenntnis dieser Zeitdifferenz D und der Geschwindigkeit V wird die Parallaxe durch die Gleichung V= /JVbestimmt. worin Λ die Parallaxe ist.In this way, there is a constant time delay between the two video signals. The function of the correlator circuit is to automatically find out the difference in time. Knowing this time difference D and the speed V , the parallax is determined by the equation V = / JV. where Λ is the parallax.

In F i g. 9 wird eine bevorzugte Ausführungsform de Korrelators COR für eine automatisierte photogrammctrische Einrichtung in Blockform erläutert. DerIn Fig. 9, a preferred embodiment of the correlator COR for an automated photogrammetric device is explained in block form. Of the

ΓΤ7ΓΜΙΡ1 in Wf'lrhpr iirh ninr* er· hm :»!*» l\\f*nr\f*nf\i Γηιιικΐ Λ 1 kf nrrphi iryr i«;l :mc /upi T ϊίΙρπ ^nsaninipnorpcot y t (J^ TC Γ ΓΤ7ΓΜΙΡ1 in Wf'lrhpr iirh ninr * er · hm : »! *» L \\ f * nr \ f * nf \ i Γηιιικΐ Λ 1 kf nrrphi iryr i «; l: mc / upi T ϊίΙρπ ^ nsaninipnorpcot yt (J ^ TC Γ

befindet. Wegen der Fokussierwirkung der elektronischen Linse ">!gl das Blendenloch seinerseits ein eng begrenztes Gebiet in der Pholokathode fest, von dem Signal- und Dunkelrauschen herkommen kann. Das übrige Rauschen bzw. die übrigen Signale der Photokathode werden wirksam beseitigt.is located. Because of the focusing effect of the electronic Lens ">! Gl the diaphragm hole in turn establishes a narrowly delimited area in the pholocathode from which Signal and dark noise can come from. The rest of the noise or the other signals of the Photocathode are effectively eliminated.

Das in irgendeinem Zeitmoment wirksame schmale Photokathodengebiet wird als momentan wirksames Photokathodengebiet bezeichnet. Hinter der begrenzenden Lochblende 41 liegt die Sekundärelcktronen-Vervielfacherstufe, die aus einer Serie von Sekundäremissionselektroden 42 und einem Kollektor 43 zur Erzeugung eines verstärkten Signals besteht, das über den Lastwiderstand 44 abgegriffen werden kann. Die Verstärkung kann in Abhängigkeit von der angelegten Spannung in der Größenordnung von 10' oder mehr sein, und ist ausreichend, so daß Verstärker-, Laslwidcrstands- und andere äußere Rauschquellen normalerweise vernachlässigbargemacht werden können.The narrow photocathode area effective at any moment in time is considered to be momentarily effective Called photocathode area. Behind the limiting perforated diaphragm 41 is the secondary leakage multiplier stage, which consists of a series of secondary emission electrodes 42 and a collector 43 for Generation of an amplified signal consists of over the load resistor 44 can be tapped. The gain can vary depending on the applied Voltage of the order of 10 'or more, and is sufficient so that amplifier, laser resistor and other external sources of noise can normally be made negligible.

Horizontalablenkspulen 45 umgeben den Beschleunigungsteil der Röhre und ermöglichen es, die Elektronen in den Raum zwischen Photokathode 39 und der Blendenöffnung 41 abzulenken, wodurch während des Betriebes die horizontale Abtastung erzeugt wird. Da das Abtasten nur in einer Richtung erfolgt, sind keine vertikalen Ablenkmittel erforderlich.Horizontal deflection coils 45 surround the accelerating part of the tube and allow the electrons to be transported deflect into the space between the photocathode 39 and the aperture 41, whereby during the Operation the horizontal scanning is generated. Since scanning is only in one direction, there are none vertical deflector required.

Wenn bisher nur magnetische Ablcnkmittel erläutert worden sind, kann man eine gleichartige Wirkung auch mit elektrostatischen Ablenkmitteln erhalten.If only magnetic deflection means have been explained so far, a similar effect can also be achieved obtained with electrostatic deflectors.

Bevor die spezielle Form des Korrelators COA?. welche im Zusammenhang mit den Bild-Dissector-Röhren Γι und T₂ verwendet wird, betrachtet wird, soll zuerst ein kurzer Überblick über die Grundprinzipien der Arbeitsweise von Korrelatoren im Zusammenhang mit photogrammetrischon Geräten gegeben werden. Before the special form of the correlator COA ?. which is used in connection with the image dissector tubes Γι and T ₂ , a brief overview of the basic principles of the operation of correlators in connection with photogrammetric devices should first be given.

Nachdem die aus einem Stereopaar gewonnene Bildinformation durch einen Abtastvorgang in zwei Videosignale umgewandelt worden ist, wird die Größe der Parallaxe durch Vergleichen dieser Signale festgelegt Der Abtastvorgang bewirkt die Umwandlung der räumlichen Lagen sich ändernder photographischer Schwärzungen, die auf dem Abtastweg auftreten, in eine zeitliche Folge elektrischer Signale. After the image information obtained from a stereo pair has been converted into two video signals by a scanning process, the size of the parallax is determined by comparing these signals electrical signals.

In Fig.8 ist in stark vereinfachter Form ein verarbeitetes, quantisiertes Videosignal der Biid-Dissector-Röhre Γι dargestellt Unterhalb des Videosignals A ist das entsprechende verarbeitete, quantisierte Videosignal 5der Bild-Dissector-Röhre T₂ dargestellt.In Figure 8, a processed, quantized video signal of the image dissector tube Γι is shown in a greatly simplified form. Below the video signal A , the corresponding processed, quantized video signal 5 of the image dissector tube T _{2 is} shown.

Es ist ersichtlich, daß zwischen den durch die beiden It can be seen that between the by the two

jeder auf die gleichen, durch die Bild-Dissector-Röhren T\ und T₂ erzeugten Videosignale Λ und B anspricht. In Cig.') wird im unteren Teil die »Grobsteuerung« ind im oberen Teil die »Fernsteuerung« erzeugt.each is responsive to the same video signals Λ and B generated by the image dissector tubes T 1 and T ₂ . In Cig. ') The "rough control" is generated in the lower part and the "remote control" in the upper part.

In der Praxis können im Zusammenhang mit dem Stereopaar besser zwei Paar Röhren T\ und T; als nur eines verwendet werden, wobei ein Paar Röhren zusammen mit dem Grobteil und das andere Paar zusammen mit dem Feinteil funktioniert.In practice, two pairs of tubes T \ and T; can be used as just one, with one pair of tubes functioning together with the coarse part and the other pair functioning together with the fine part.

Die Bild-Dissector-Röhren Γι und T> arbeiten derart, daß sie einander überdeckende Gebiete in den Stereodiapositiven D₁ und D₂ zur Erzeugung der Videosignale A und ß abtasten. In der vorliegenden Erfindung wird das Abtasten durch Kippspannungen durchgeführt, welche an die Horizontal-Ablenkspulen 45 der Röhren ΤΊ und 7"? angelegt werden, um ausschließlich ein Abtasten in der Λ-Richtiing zu bewirken. Diese Kippspannungen werden durch den Spulen-Treiberverstärker 45Di an die Honzontal-Ablenkspule 45 der Rohre Γι und durch den Spulen-Treiberverstarker 45Di an die Horizontal-Ablenkspulc 45 der Röhre T₂ angelegt.The image dissector tubes Γι and T> work in such a way that they scan overlapping areas in the stereo slides D ₁ and D ₂ to generate the video signals A and β. In the present invention, the scanning is performed by breakover voltages which are applied to the horizontal deflection coils 45 of the tubes ΤΊ and 7 ″ to cause scanning in the Λ direction only. These breakover voltages are applied by the coil driving amplifier 45Di the Honzontal deflection coil 45 of the tubes Γι and applied by the coil driver amplifier 45Di to the horizontal deflection coil 45 of the tube T ₂ .

Die von den Röhren Γ und T₂ stammenden Videosignale A und B stellen die sich ändernden photographischen Schwärzungen der abgetansten Gebiete dar und bilden die Eingangssignale für die Grob- und Feinsteuerungsteile des Korrelators.The video signals A and B coming from the tubes Γ and T ₂ represent the changing photographic blackening of the areas scanned and form the input signals for the coarse and fine control parts of the correlator.

Die Videosignale A und B werden in zwei getrennte Kanäle im Niederfrequenz-Grobsteuerungsteil des Korrelators eingespeist. Der erste Kanal umfaßt ein Niederfrequenz-Bandpaßfilter 47, dem eine Videosignal-Verarbeitungseinheit 48 nachgeschaltet ist. Die Videosignal-Verarbeitungseinheit normalisiert den Pegel des Videosignals in bezug auf eine Referenz und quantisiert das Videosignal durch einen Nulldurchgangs-Komparator. The video signals A and B are fed into two separate channels in the low frequency coarse control section of the correlator. The first channel comprises a low-frequency band-pass filter 47, which is followed by a video signal processing unit 48. The video signal processing unit normalizes the level of the video signal with respect to a reference and quantizes the video signal by a zero-crossing comparator.

Der zweite Kanal enthält ein Niederfrequenz-Bandpaßfilter 49, dem eine Videosignal-Verarbeitungseinheit 50 nachgeschaltet ist. Die Ausgangssignale der Videoverarbeitungseinheiten 48 und 50 werden an eine Vollabtast-Signal-Verarbeitungseinheit 51 gegeben, die ein »Grob«-Maßstabs-Fehlersignal 5Z ein »Grob«-A"-Verschiebungs-Fehlersignal 53 und ein »Grob«-Korrelationspegelsignal 54 erzeugt. Nach Integration wird das Verschiebungs-Fehlersignal 53 an den Spulentreiber 45Di für die Röhre T\ angelegt, um in diesem die grobe Größe und Lage der Abtastung zu steuern. The second channel contains a low-frequency band-pass filter 49, which is followed by a video signal processing unit 50. The output signals of the video processing units 48 and 50 are provided to a full scan signal processing unit 51 which generates a "coarse" scale error signal 5Z, a "coarse" A "displacement error signal 53 and a" coarse "correlation level signal 54. After integration, the displacement error signal 53 is applied to the coil driver 45Di for the tube T \ in order to control the coarse size and position of the scan therein.

Die Feinkorrektur der Lage und Größe von ausgewählten Teilen der Abtastung erfolgt durch den The fine correction of the position and size of selected parts of the scan is carried out by the

Hochfrequenz-Feinsteuerungsteil des Korrelator. In diesem Feinsteuerungsteil werden die Videosignale A und Sin getrennte Kanäle eingespeist. Der erste Kanal umfaßt einen elektronischen Schalter 55, gefolgt von einem Hochfrequenz-Bandpaßfilter 56 und einer Video- ί signal-Verarbeitunpseinheit 57. Der zweite Kanal umfaßt einen elektronischen Schalter 58, gefolgt von einem Hochfrequenz-Bandpaßfilter 59 und einer Videosignal-Verarbeitungseinheit 60.High frequency fine control part of the correlator. In this fine control section, the video signals A and Sin are fed into separate channels. The first channel comprises an electronic switch 55, followed by a high frequency bandpass filter 56 and a video signal processing unit 57. The second channel comprises an electronic switch 58, followed by a high frequency bandpass filter 59 and a video signal processing unit 60.

Die Ausgangssignale der Video-Verarbeitungseir.heiten 57 und 60 werden an eine Signal-Verarbeitungseinheit mit hohem Auflösungsvermögen 61 gespeist, deren Schaltung im wesentlichen gleich wie die der Signal-Verarbeitungseinheit 51 sein kann. Diese VerarbeitLngseinheit mit hohem Auflösungsvermögen erzeugt für die ausgewählten Teile der Abtastung ein »Fein«- Maßstabs-Fehlersignal 62, ein »Fein«-X-Verschiebungsfehlersigna! 63 und ein »Fein«-Korrelationspegelsignal 64. Nach Integration bewirkt das Fein-X-Verschiebungsfehlersignal 63 die Feinkorrektur des ausgewähl- ten Teiles der Abtastung.The output signals of the video processing units 57 and 60 are fed to a signal processing unit with high resolution 61, whose Circuitry can be essentially the same as that of the signal processing unit 51. This processing unit produces high resolution a “fine” scale error signal 62, a “fine” X displacement error signal for the selected parts of the scan! 63 and a "fine" correlation level signal 64. After integration, the fine X displacement error signal 63 effects the fine correction of the selected th part of the scan.

Das Grob-Anamorph-Fehiersigna! 52 der Voiiabtast-Videosignal-Verarbeitungseinheit 51 wird nach geeigneter Integration in einer Integratorstufe 65 als erstes Eingangssignal an einen Summierverstärker 66 gege- 2ϊ ben. Das zweite Eingangssignal des Summierverstärkers ist das Fein-Maßstabs-Fehlersignal 62, welches nach Integration in Stufe 67 über einen elektronischen Schalter 68 an den Verstärker gespeist wird. Das dritte Eingangssignal des Summierverstärkers 66 bildet nach ii> Integration in Stufe 69 das Fein-X-Verschiebungsfehlersignal 63, wobei das Ausgangssignal der Stufe 69 über einen elektronischen Schalter 70 dem Verstärker zugeführt wird.The coarse anamorphic Fehiersigna! 52 of the full-sample video signal processing unit 51 is, after suitable integration in an integrator stage 65, first Input signal to a summing amplifier 66 against 2ϊ ben. The second input to the summing amplifier is the fine-scale error signal 62 which is obtained after Integration in stage 67 is fed to the amplifier via an electronic switch 68. The third The input signal of the summing amplifier 66 forms, after integration in stage 69, the fine-X displacement error signal 63, the output signal of stage 69 above an electronic switch 70 is fed to the amplifier.

Wenn die Schalter 68 und 70 in Arbeitsstellung sind, t> ist das Ausgangssignal des Summierverstärkers 66 eine Modifizierspannung MV deren Wert gleich der Summe der integrierten Grob- und Fein-Maßstabs-Korrektursignale plus dem integrierten Fein-X-Verschiebungsfehlersignal ist.When switches 68 and 70 are in the operative position, the output of summing amplifier 66 is a modifying voltage MV, the value of which is equal to the sum of the integrated coarse and fine-scale correction signals plus the integrated fine-X displacement error signal.

Bevor die Wirkung dieser Modifizierspannung auf den Abtastvorgang betrachtet wird, werden wir zuerst die Beschaffenheit der Kippspannungsgeneratoren für das Anlegen der Kippspannungen an die Horizontal-Ablenkspulen der Bild-Dissector-Röhren T\ und Ti betrachten. Vorliegende Ablenkanlage wird durch einen Taktgeber 71 synchronisiert, der eine Rechteckwelle S W mit einer vorgegebenen Frequenz erzeugt (Fig. 10, Zeile A).Before the effect of these Modifizierspannung is considered on the scanning process, we will first the nature of the Kippspannungsgeneratoren for applying the breakover voltages to the horizontal deflection coils of the image dissector tubes T \ and Ti consider. The present deflection system is synchronized by a clock generator 71 which generates a square wave S W with a predetermined frequency (FIG. 10, line A).

Die Rechteckwelle SW wird an einen einfachen Integrationsverstärker 72 zur Erzeugung einer Dreieck-Spannung SSangelegt. Die Kippspanrung SSist in Zeile D der Fig. 10 dargestellt. Die Kippspannung wird an den Spulcn-Treiberverstärker 45£>; für die Bild-Dissector-Röhre Ti angelegt. Das bewirkt, daß der Elektronen· v> strahl in einer Einzellinie hin und her in der X-Richtung abtastet, und zwar mit einer Geschwindigkeit V, die durch die Größe der Ablenkspannung gegeben ist.The square wave SW is applied to a simple integration amplifier 72 to generate a triangular voltage SS. The Kippspanrung SS is shown in line D of FIG. The breakover voltage is applied to the coil driver amplifier 45 £>; created for the image dissector tube Ti. This causes the electron · v> beam to scan back and forth in a single line in the X direction, to be precise at a speed V which is given by the magnitude of the deflection voltage.

Bei jeder Periode der Dreieckspannung bestimmt die positive Halbwelle die Geschwindigkeit des »Vorwärts- mi laufs« in der Abtastlinie, während die negative Halbwelle die Geschwindigkeit des »Rückwärtslaufs« bestimmt.For each period of the triangular voltage, the positive half-wave determines the speed of the »forward mi run "in the scan line, while the negative half-wave the speed of the" backward run " certainly.

Die Rechteckwelle SWdes Taktgebers 71 wird auch an den Integrationsverstärker 73 angelegt, welcher, μ wenn keine Modifizierspannung MV vom Summierverstärker 66 vorhanden ist, eine Spannung erzeugt, die identisch mit der vom Integrierverstärker 72 erzeugtenThe square wave SW of the clock 71 is also applied to the integration amplifier 73 which, when there is no modifying voltage MV from the summing amplifier 66, generates a voltage identical to that generated by the integrating amplifier 72 Spannung ist. Das Ausgangssignal des Integrierverstär kers 73 gelangt an den Spulentreiber 45Dj für Spule 4i der Röhre Ti. An den Spulentreiber 45D| wird auch da; »Grob«-A^r-Verschiebungsfehlersignal 53 der Vollabtast Videosignal-Verarbeitungseinheit 51 angelegt, nachden dieses Signal in der Stufe 75 integriert worden ist.Tension is. The output of the integrating amplifier 73 is applied to the coil driver 45Dj for coil 4i of the tube Ti. To the coil driver 45D | will be there too; "Coarse" A ^r shift error signal 53 is applied to the full scan video signal processing unit 51 after this signal has been integrated in the stage 75.

Ohne das Vorhandensein von Fein- und Maßstabs Korrekturen wurden beide Röhren Ti und Tj durct Kippspannungen identischer Form gesteuert werden Bei einem stark welligen Gelände wird es jedoch füi einen Operateur mit Hilfe der manuellen Steuerung« 74a und 746, die an einem Impulsgenerator vorhanden sind, möglich, die Lage und die Breite dei Impulsfolge SPA zu wählen, die in Zeile Bder Fig. K dargestellt ist Die resultierende, korrigierte Kippspan nung, die an den Spulentreiber 45D, angelegt wird, ist ir Zeile £der F i g. 10 als Wellenform AfSSdargestellt.Without the presence of fine and scale corrections, both tubes Ti and Tj were controlled by breakover voltages of identical shape To choose the location and width of the pulse train SPA shown in line B of FIG. K. The resulting corrected breakover voltage applied to coil driver 45D is shown on line £ of FIG. 10 shown as waveform AfSS.

Die Impulsfolge SPA wird zur Betätigung vor Torschaltern 55 und 58 an die betreffenden Kanäle de: Feinsteuerungsteils angelegt Während den Impulser werden die Schalter 55 und 58 freigegeben, so daß die ir den Videosignalen A und Senthaltene Hochfrequenz!!! formation verarbeitet werden kann. Aus dieser Informa tion werden durch die Videosignal-Verarbeitungsein heit mit hohem Auflösungsvermögen 61 Spannunger erzeugt, die die Differenz von Größe und Lage de: kleinen ausgewählten Teils des abgetasteten Gebiete; angeben.The pulse sequence SPA is applied to the relevant channels in front of gate switches 55 and 58 for actuation. During the pulse, the switches 55 and 58 are released so that the high frequency ir the video signals A and Sent holding! formation can be processed. From this informa tion, voltages are generated by the high-resolution video signal processing unit 61 which represent the difference in size and position of the: small selected part of the scanned area; indicate.

Das Fein-Maßstabs-Fehlersignal 62 am Ausgang dei Videosignal-Verarbeitungseinheit mit hohem Auflö sungsvermögen 61 gibt die Maßstabsdifferenzen de; untersuchten Gebietes während der durch die Impuls folge SPA ausgewählten Zeit an. Der zwischen dei Inregratorstufe 67 und dem Summierverstärker 6t angeordnete Schalter 68 dient dazu, das integrierte Fein-Maßstabs-Fehlersignal 62 während der Zeitdauei der Freigabeimpulse in der Impulsfolge SPA zu einen-Eingang des Summierverstärkers durchlaufen zu lassen.The fine-scale error signal 62 at the output of the high-resolution video signal processing unit 61 gives the scale differences de; examined area during the time selected by the pulse train SPA. The switch 68 arranged between the integrator stage 67 and the summing amplifier 6t is used to allow the integrated fine-scale error signal 62 to pass through to an input of the summing amplifier during the duration of the enable pulses in the pulse train SPA.

Auf ähnliche Weise gibt das Fein-Fehlerkorrektursignal 63 die X-Verschiebung an, welche in den· gewählten untersuchten Gebiet gefunden wurde. Dei zwischen dem Integrator 69 und dem Summierverstär ker 66 angeordnete Schalter 70 dient dazu, da; integrierte Fein-X-Verschiebungs-Fehlersignal 63 während der Zeitdauer der Freigabeimpulsc in dei Impulsfolge SPE zu einem anderen Eingang de« Summierverstärkers durchlaufen zu lassen.Similarly, the fine error correction signal 63 indicates the X displacement found in the selected area under investigation. Dei between the integrator 69 and the summing amplifier 66 arranged switch 70 is used because; integrated fine-X-shift error signal 63 to allow the release pulse to pass through to another input of the summing amplifier during the duration of the release pulse in the pulse train SPE.

Unter der Annahme, daß die Impulsreihen SPA und 5PFdJe Freigabe bewirken, wenn sie positiv sind, gehl klar hervor, daß das Fein-X-Fehlerkorrektursignal zu Beginn einer Vollabtastperiode in integrierter Form an den Eingang des Summierverstärkers 66 gespeist wird Derart steuert das vom Fein-X-Fehlerkorrektursigna gewünschte Signal die Steigung der modifizierter Kippspannung MSS (Fig. 10E), und zwar von seinem Einsatzpunkt an bis zum Beginn des vorgewählter Zeitintervalls für die Feinuntersuchung des Bildes.Assuming that the pulse trains SPA and 5PFdJe cause release when they are positive, it can be clearly seen that the fine-X error correction signal is fed in integrated form to the input of the summing amplifier 66 at the beginning of a full scanning period. X-error correction signal, the desired signal, the slope of the modified breakover voltage MSS (FIG. 10E), from its point of application to the beginning of the preselected time interval for the fine examination of the image.

Durch diese Korrektur wird gewährleistet, daß der Feinteil der Kippspannung MSS (d. h. der Teil, welcher während des Freigabevorganges der Impulsreihe SPA abläuft) beim gleichen Feinteil der beiden Bilder beginnt. Das Fein-Maßstabs-Fehlersignal 62 steuert während des durch die Impulsreihe SPA festgelegten Zeitintervalls die Neigung der Kippspannung. Diese steuert dann die Geländeneigungskorrektur während des Zeitintervalls, in dem die Hochfrequenzinformation untersucht wird.This correction ensures that the fine part of the breakover voltage MSS (ie the part which takes place during the release process of the pulse series SPA ) begins with the same fine part of the two images. The fine-scale error signal 62 controls the slope of the breakover voltage during the time interval established by the pulse train SPA. This then controls the terrain slope correction during the time interval in which the high-frequency information is examined.

Die mittlere Neigung der Kippspannung MSS undThe mean slope of the breakover voltage MSS and

ihre Anfangs- und Endpunkte werden durch das Maßstabs-Korrektur-Eingangssignal an den Summierverstärker 66 und das X-Korrektur-Eingangssignal an den Spulentreiber gesteuert, wobei diese Signale durch Integration des Grob-Anamorph-Fehlersignals 52 bzw. durch Integration des Grob-A'-Verschiebungsfehlersignals 53 erhalten werden. Derart ist das Ergebnis dieser Korrektur auf die Grundkippspannung SSdie korrigierte Kippspannung MSS, die in Fig. 1OE dargestellt ist. Letztere erfüllt die für eine richtige Abtastung eines in Fig.2 dargestellten Geländeabschnittes auferlegten Bedingungen bzw. Voraussetzungen.their start and end points are controlled by the scale correction input signal to summing amplifier 66 and the X correction input signal to the coil driver, these signals being controlled by integrating the coarse anamorphic error signal 52 and by integrating the coarse A ', respectively. Shift error signal 53 can be obtained. In this way, the result of this correction to the basic breakover voltage SS is the corrected breakover voltage MSS, which is shown in FIG. 10E. The latter fulfills the conditions or prerequisites imposed for correct scanning of a terrain section shown in FIG.

Das Ergebnis des Summiervorganges ist deshalb die Wellenform AiSS, welche Grob-Maßstabskorrekturen kombiniert mit Feinkorrekturen aufweist, um sehr unregelmäßige Geländeabschnitte, wie beispielsweise den in Fig.2 dargestellten Teil, auszugleichen. Die Maßstabsänderungen der Abtastung, die Stück für Stück durchgeführt werden, wird durch die Verwendung eines einfachen linearen Abtasters möglich gemacht, welcher nur solche Steuerungen enthält, die zur Erzeugung von Korrektursignalen bei der Untersuchung der in Fig.2 erläuterten Geländeformen notwendig sind.The result of the summing process is therefore the waveform AiSS, which is coarse-scale corrections combined with fine corrections to very irregular terrain sections, such as the part shown in Figure 2 to compensate. the Changes in the scale of the scan, which are carried out piece by piece, are made possible by the use of a simple linear scanner made possible, which contains only those controls that for Generation of correction signals when examining the terrain forms explained in FIG are necessary.

Insbesondere gewährleistet die Feinverschiebungsund Maßstabssteuerung eine richtige Korrelierung in der für diese Geländefläche ausgewählten kleinen Zone. Diese Zone wird durch die am Impulsgenerator 74 in ihrer Lage und gewünschten Breite eingestellten Impulsfolge SPA festgelegt.In particular, the fine displacement and scale control ensures correct correlation in the small zone selected for this area of land. This zone is determined by the pulse train SPA set on the pulse generator 74 in terms of its position and desired width.

Abgesehen von der Existenz der elektronischen Torschalter 55 und 58, ist der Feinsteuerungsteil mit hohem Auflösungsvermögen dem Vollabtast-Grobsteuerungsteil elektrisch sehr ähnlich. Derart liefert der Teil mit heilem Auflösungsvermögen Korrelations- und Maßstabs-Korrekturinformation von jenem Teil der Abtastung, die im Zeitintervall während eines Impulses der Impulsreihe SPA durchgeführt wird.Except for the existence of the electronic gate switches 55 and 58, the high resolution fine control section is electrically very similar to the full scan coarse control section. In this way, the part with full resolution provides correlation and scale correction information from that part of the scan which is carried out in the time interval during one pulse of the pulse train SPA .

Das von der Signaiverarbeitungseinheit mit hohem Auflösungsvermögen 61 stammende Feinkorrelationspegelsignal 64 zeigt der während des Zeitintervalls der Feinkorrelationsuntersuchung erhaltenen Qualität der Korrelation an. Die Vollabtast-Signalverarbeitungseinheit 51 gibt eine Korrelationspegelspannung 54 ab, die ein Maß für die Qualität der Korrelation während der ganzen Abtastung darstellt. Die Korrelationspegelspannung 54 ist für eine Verwendung bei einer »Suchbetriebs-Arbeitsweise« verfügbar, und zur Anzeige von Situationen, in denen der Korrelator »verlorengeht«.The fine correlation level signal 64 from the high resolution signal processing unit 61 shows that during the time interval of FIG Fine correlation investigation of the quality of the Correlation. The full-scan signal processing unit 51 outputs a correlation level voltage 54 which represents a measure of the quality of the correlation during the entire scan. Correlation level voltage 54 is available for use in a "search mode" operation, and for displaying Situations in which the correlator is "lost".

Die durch das Abtasten nur der A"-Richtung erhaltene Information geht aber nicht auf Kosten der Leistungsfähigkeit der Einrichtung.The one obtained by scanning only the A "direction However, information is not at the expense of the facility's performance.

In einer Dissector-Röhre wird die Blendenöffnung MA in der Anodenebene, so wie dies in F i g. 11 dargestellt ist, derart geformt, daß sie relativ schmal in der A"-Dimension und relativ lang in der V-Dimension ist. Es können Blendenöffnungen von 5 mm in V-Richtung und 0,1 mm in X-Richtung verwendet werden.In a dissector tube, the aperture MA is in the anode plane, as shown in FIG. 11, shaped to be relatively narrow in the A "dimension and relatively long in the V dimension. Apertures of 5 mm in the V direction and 0.1 mm in the X direction can be used.

Diese 5 χ 0,1 mm große Blendenöffnung in der Anode hat das Auflösungsvermögen einer runden Blendenöffnung von 0,1 mm Durchmesser zur Abtastung in der A"-Richtung, aber es bringt eine 50fache Verbesserung in bezug auf den Photoneneinfang, verglichen mit einem System, das eine 0,1 mm runde Blendenöffnung verwendet.This 5 χ 0.1 mm aperture in the anode has the resolution of a round one Aperture aperture of 0.1 mm diameter for scanning in the A "direction, but it brings a 50x Improvement in photon capture compared to a system using a 0.1 mm round Aperture used.

Es versteht sich, daß die Verwendung eines einzigen Freigabeimpulses während eines jeden AbtastzyklusIt will be understood that the use of a single enable pulse during each scan cycle gemäß der Darstellung in F i g. 10A nur zum Zwecke der Erläuterung erfolgte. In der Praxis können mit Vorteil mehrere Freigabeimpulse gewählt werden, die gleichzeitig mehrere kleine Abschnitte der Abtastungas shown in FIG. 10A only for the purpose of Explanation was given. In practice, several release pulses can be selected with advantage, which simultaneously several small sections of the scan verarbeiten und dadurch Korrekturen höherer Ordnungprocess and thereby higher order corrections der in Fig. 1OE dargestellten Wellenform AiSS mitthe waveform AiSS shown in FIG. 10E einem Verarbeitungskanal für jeden Impuls liefernprovide a processing channel for each pulse würden.would.

Eine solche gleichzeitige Verarbeitung hat eineSuch simultaneous processing has one

ίο Anzahl wichtiger Vorteile. So wird es möglich, gleichzeitig mit hoher Auflösung mehrere Profile des Geländes zu bestimmen, wobei für jeden Freigabeimpuls ein solches Profil bestimmt wird. Eine Gruppe solcher gleichzeitig erzeugter Profile kann dazuίο number of important benefits. So it becomes possible to determine several profiles of the terrain at the same time with high resolution, one such profile being determined for each release pulse. A group such profiles generated at the same time can do this

is verwendet werden, das Vorhandensein einer isolisrten,is used, the presence of an isolated, plötzlichen Änderung in der Geländeform zu ermitteln,detect sudden changes in the shape of the terrain, wie etwa das Vorhandensein eines Hauses, eines hohenlike the presence of a house, a high one

Baumes oder einer anderen abrupten Änderung.Tree or some other abrupt change. Folglich würde es durch ein »Mehrheitsentscnei-As a result, a "majority vote would

dungs«-Verfahren möglich werden, das Profil des Geländes selbst zu bestimmen und nicht die aus ihm herausstechenden Besonderheiten, wenn diese isolierte Formen des Geländes darstellen. Es gibt viele Fälle, in denen eine derartige Profilbestimmung sehr nützlichIt will be possible to determine the profile of the terrain itself and not that of it outstanding peculiarities, if these represent isolated forms of the terrain. There are many cases in for whom such a profile determination is very useful wäre.were.

Zusammengefaßt läßt sich sagen, daß der Korrelator imstande ist, die automatische Profilermittlung eines photogrammetrischen Modells durchzuführen, um nicht nur die Profilinformation daraus zu gewinnen, sondernIn summary it can be said that the correlator is able to perform the automatic profiling of a photogrammetric model in order not to only to gain the profile information from it, but auch die zusätzliche Information über die Geländeneigung in X-Richtung. Diese Geländeneigungsinformation kann beispielsweise als ein Zusatz zum Profil in X-, Y- und Z-Koordinaten benutzt werden und bei Erzeugung eines Orthophotos, um die sich aus deralso the additional information about the slope in the X-direction. This terrain slope information can be used, for example, as an addition to the profile in X, Y and Z coordinates and when generating an orthophoto that can be derived from the

Geländeneigung ergebenden Fehler zu beseitigen.Eliminate errors resulting from slope inclination.

Abtastgeschwindigkeiten bis zu 100 000 Abtastungen pro Sekunde können relativ einfach erzeugt werden. Die Abtastung könnte sich relativ zur photographischen Platte etwa um </2 mm pro zehn Abtastperioden oderSampling speeds of up to 100,000 samples per second can be generated relatively easily. The scan could be relative to the photographic plate by about </ 2 mm per ten scan periods or um 5000 mm/sek. bewegen.by 5000 mm / sec. move.

Weiter sind noch die Vorteile vorhanden, die sich daraus ergeben, daß die Abtastung durch die Verwendung der im Niederfrequenz-Grobsteuerungsteil erzeugten Information grob positioniert werden kann.Further, there are the advantages that result from the fact that the sample can be roughly positioned by using the information generated in the low frequency coarse control section.

Dies setzt die Wahrscheinlichkeit eines »Verlorengehens« der Abtastung herab.This reduces the likelihood of the scan being "lost".

Bisher war es stets notwendig, einen Kompromiß zwischen der Verwendung einer größeren Abtastung zur Verhinderung des »Verlorengehens« und der vonHeretofore it has always been necessary to compromise between using a larger scan to prevent "getting lost" and that of

so einer kleinen Abtastung zur erhaltbaren Auflösung zu machen. In vorliegender Erfindung wird «licht ein Faktor auf Kosten des anderen geopfert. Der Grund hierfür ist, uaß der größere Teil der Abtastung, welcher im Grobsteuerungsteil verarbeitet wird, dafür verwento make such a small scan to the attainable resolution. In the present invention, light becomes a reality Factor sacrificed at the expense of the other. This is because the greater part of the scan, which is processed in the coarse control part, use for it det wird, um zu gewährleisten, daß die Abtastung auch nicht bei einigermaßen großen Geländeunebenheiten verlorengeht, wobei die eigentliche Information für die Hochpräzisions-Profilermittlung aus der während eines kleinen Teiles der Abtastung untersuchten Hochfredet is to ensure that the scan also is not lost on fairly large bumps in the terrain, with the actual information for the High-precision profile determination from the high frequency examined during a small part of the scan quenzinformation gewonnen wird.sequence information is obtained.

Wenn in einem Korrelator nach der Erfindung die Feinabtastung verlorengehen sollte, kann ein automatischer Hochgeschwindigkeits-Suchbetrieb gestartet werden, um die Korrelation wiederherzustellen. WegenIf the fine sampling should be lost in a correlator according to the invention, an automatic high-speed search operation can be started to restore the correlation. Because der hohen Geschwindigkeit dieser Suchtechnik wird die mechanische Profilermittlung nur unwesentlich unterbrochen. Zusätzlich ist die Fähigkeit, eine Parallelverarbeitungthe high speed of this search technique is the mechanical profile determination only slightly interrupted. In addition, there is the ability to do parallel processing

909 523/180909 523/180

durchzuführen, einzigartig in vorliegender Erfindung; das heißt, die Fähigkeit der Mehrfachprofilermittlung und qaß von dieser in der am besten passenden Weise Gebrauch gemacht wird, entweder zur Verbesserung der Verarheitungsgeschwindigkeit der Anlage, ohne daß das mechanische System viel schneller bewegt werden muß, oder um von der Mehrheitsentscheidungstechnik Gebrauch zu machen, um die Profile nach dem Vorhandensein isolierter Häuser, Bäume usw. abzuta-to perform, unique to the present invention; that is, the multiple profiling capability and that use is made of this in the most appropriate manner, either for improvement the rate of depreciation of the plant without the mechanical system moving much faster must be, or to make use of the majority voting technique to determine the profiles according to the The presence of isolated houses, trees, etc. must be disregarded.

sten und zu korrigieren.most and correct.

Es ist ersichtlich, daß ein kleiner Teil der Abtastung zur stärkeren Vergrößerung durch eine physisch getrennte Abtastanlage via Strahlenteiler abgezweigt werden kann, statt daß er dem oben offengelegten integralen Feinabtastsystem zugeführt wird. Die Funktion und Arbeitsweise der getrennten Anlage ist im wesentlichen die gleiche wie jene des hier offengelegten integralen Systems.It can be seen that a small portion of the scan is physically used for greater magnification separate scanning system can be branched off via beam splitter instead of the one disclosed above integral fine scanning system is supplied. The function and mode of operation of the separate system is in essentially the same as those of the integral system disclosed herein.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

Claims: the state of the greatest possible correspondence of the information evident from the scanned images has been achieved.

1. Measurement method for an automatically evaluating photogrammetric device in which each of the ^r > two stereo images is scanned over intervals of length / 'and / "on the images along epipolar lines, with an average terrain gradient β over the length / of a terrain section as a function of Interval length / 'and / "is determined, characterized in that the scanned stereo images are evaluated in two times two separate stereo channels, specifically

a) as a "coarse signal" encompassing the entire interval and π

b) as a »fine signal« which only covers part of the interval, its length and width to »Coarse signal« can be selected.

2. Automatically evaluating photogrammetric device m »i two scanners and input circuits each assigned to a stereo image and a correlator for using the measuring method according to claim 1, characterized in that the correlator (COR) with a first, the“ coarse signals ”and a second, the "Feinsignale" comparative circle is equipped (F ijp, 9).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that

that the circle comparing the "coarse signals" has two separate channels (for video signals A and B) , each of which has a low-frequency bandpass filter (47, 49) and a video signal processing unit (48, 50) to convert the applied "coarse signal «To quaniisicrci that the processing units (48, 50) generate a coarse scale error signal and a coarse displacement error signal,

and further in that the circuit comparing the "fine signals" has two separate channels (for video signals A and B) , each of which comprises a 4 <i high frequency bandpass filter (56, 59) and a signal processing unit (57, 60) which has a Produce fine-scale error signal and a fine-displacement error signal, and that a summing amplifier (66) is provided with three inputs to which the integrated value of the coarse-scale error signal, the integrated value of the fine-scale error signal and the integrated Value of the fine displacement error signal is supplied, the summing amplifier generating a modification voltage ^r > o which causes a higher order correction when the video signals are brought closer together.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that it comprises electronic control means (74a, 74b) about said fine correction for a v, besiimmten portion of the sampling interval are effective to make, with having the above-mentioned control means handles, the position and width of the sub-area.

5. Apparatus according to claim 3, characterized in that coarse and fine correction devices each have a pair of scanners (Ti , T2) .

6. Apparatus according to claim 2, characterized in that slides (D 1, Dl) are used as stereo image carriers, one of which (Di) is mounted on a b5 carriage and via a stereo system (37 ) coupled to the correlator (COR) ) is displaceable relative to the other slide (DT) in such a way that the invention generally relates to a photogrammetric device for -Y parallax measurement on a stereo pair. In particular, it relates to a measuring method for an automatically evaluating photogrammetric device, in which each of the two stereo images is scanned over intervals of length / 'and / "on the images along ep'polar lines, with an average gel.lndeschigung β over the length / one Terrain section is determined as a function of the interval length / 'and / ".

The definition of parallax, often horizontal panllaxis or X-parallax, which for the distance of a Object point or terrain or model point characteristic of the recording locations of the stereo image pair is found in photogrammetric textbooks, such as B. in the "Manual of Photogrammetry", 3rd Edition, 1966, page 23, published by the American Society of Photogrammetry.

The conventional stereophotogrammetric evaluation devices have a so-called measurement mark pending mark. This is usually punctiform and is used by the operator of the device in the Spatially guided stereo model. The respective position of this measuring mark can either be measured using scales or counters can be read or registered or made visible in graphic form. Will the Measurement mark brought into contact with a model point (object point), d. H. placed on top of it, it points the same parallax as the point to be measured. There is then no parallax difference between the measurement mark and model point more available. There is one for the surgeon for spatial model measurement stereophotogrammetric evaluation device thus the task of the parallax difference between measurement mark and make model point disappear.

Electronic methods are known which automate this process by means of image correlation. Included Areal scanning figures are used, which show the corresponding pixels and their surroundings seek to capture in the stereo recordings from which the object point is formed in the spatial model.

It has been proposed (DE-OS 22 59 762) that to carry out automatic evaluation of stereo images with a method in which the images are scanned and identical points are determined by correlating the scanning signals, the determination of the Correlation is restricted to those points which lie essentially on epipolar lines.

In the case of the present device or the underlying measurement method, it is assumed that that two-dimensional scanning figures are not necessary for the detection of the parallaxes mentioned, but rather a one-dimensional, d. H. Line-by-line scanning in every stereo recording is not only sufficient, but because of it which under these circumstances offers very high signal processing speed significant advantages and in addition, the determination of the inclination of line elements on the model or terrain surface (Slope) allows.

The terrain height measurement technology used in all automated stereo mapping devices makes it possible